[发明专利]功率放大器电路及其形成方法

说明书

本申请公开了一种功率放大器电路及其形成方法，涉及无线通信领域。其中，该功率放大器电路包括：依次连接的差分到单端转换器、增益级电路、驱动级电路和输出级电路；偏置电路，与增益级电路的偏置电压端口连接，用于调节增益级电路的偏置电压。本申请通过偏置电路向功率放大器电路的增益级电路的偏置电压端口提供偏置电压，该偏置电压可调，能够防止工艺温度电压的偏差对功率放大器电路的性能产生影响，进而能够在保证功耗较低的情况下，提高功率放大器电路的效率。

技术领域

本申请涉及无线通信领域，尤其涉及一种功率放大器电路及其形成方法。

背景技术

近年来，随着5G和物联网等无线通讯技术的崛起，射频集成电路的不断发展，一些手持式无线通信设备被引入到公众平台，无线通信产业发生了爆炸性增长。而如今，随着移动通信系统(GSM)、通用分组无线业务(GPRS)、无线局域网(WLAN)、低功耗蓝牙(BLE)等无线应用的发展，大大增加了无线通信设备在大众市场的份额，消费者的需求也转向低成本、小尺寸、低功耗且具有多媒体功能等多功能的设备，这促进了射频集成电路产业的发展。

BLE(Bluetooth Low Energy，蓝牙低功耗)现多数采用数模混合集成电路设计，其中模拟系统主要由收发机射频前端电路构成，后端的数字系统由数字基带处理。PA(PowerAmplifier，功率放大器)作为BLE发射机的主要部分，它的功能是将射频信号放大到一定程度后经过天线发射出去，使其通过空气在不被邻近通道的信号破坏的情况下正确传到指定接收机中。所以，要想使信号成功传递到目的地，必须有充足的功率用于在空气传递中的消耗。因此，PA主导了整个收发系统的功率损失。

传统的PA一般为A、B、C类放大器，PAE(Power-added efficiency，功率附加效率)较低，且功耗较大。PA的结构通常为单端或差分结构，相对比较简单；并且PA的片内偏置电压为固定的，由于工艺温度电压(PVT)的偏差，会对PA的性能产生影响。

如图1所示，该高增益高效率功率放大器包括主放大器和辅助放大器电路，二者都具有包括驱动级的多个放大级。分路器分频输入信号，以便给两个放大器路径的输入信号分频提供路径不对称性。该功率放大器为Doherty结构，两路功放相互影响的程度很大，敏感度较高。并且功率回退较大，效率也较低。同时，由于两路功率放大器同时工作，所以功耗会较高。

图2为一种在高输出功率下显示出高功率附加效率的射频功率放大器。该功率放大器的设计基于开关晶体管受电压或电流控制而不受两者同时控制这一观察结果。该功率放大器的电压(电流)幅值保持不变时，功率传递非但未最大化，功耗反而降低，并且激励级同末级均设计为开关操作方式。这种功率放大器的设计为单端设计，结构比较简单，且PA的片内偏置电压为固定的，由于工艺温度电压(PVT)的偏差，会对PA的性能产生影响。

发明内容

本申请要解决的一个技术问题是提供一种功率放大器电路及其形成方法，能够防止工艺温度电压(PVT)的偏差对功率放大器电路的性能产生影响，提高功率放大器电路的效率。

根据本申请一方面，提出一种功率放大器电路，包括：依次连接的差分到单端转换器、增益级电路、驱动级电路和输出级电路；偏置电路，与增益级电路的偏置电压端口连接，用于调节增益级电路的偏置电压。

在一个实施例中，偏置电路包括：第一电流源组，第一电流源组内的各电流源的第一端通过开关与电源电压连接，第一电流源组内的各电流源的第二端与增益级电路的偏置电压端口连接；和第二电流源组，第二电流源组内的各电流源的第一端通过开关与增益级电路的偏置电压端口连接，第二电流源组内的各电流源的第二端接地。

在一个实施例中，偏置电路还包括：传输门控制单元，传输门控制单元分别与第一电流源组的第二端、第二电流源组的第一端以及偏置电压端口连接。